Mity o styropianie

ZNIKANIE STYROPIANU

W ostatnim czasie wokół tego tematu narosło wiele kontrowersyjnych i sprzecznych ze sobą opinii. Styropian jako materiał izolacyjny posiada zestaw cech, które czynią go dobrym izolatorem. Uwzględnienie tych cech, a tym samym wykorzystanie zgodnie z przeznaczeniem, pozwala na uzyskanie bardzo dobrego docieplenia, którego trwałość będzie kilkudziesięcioletnia. Badania prowadzone przez firmę BASF już od ponad 40 lat wykazały, że w prawidłowo ułożonej izolacji właściwości fizyko-chemiczne styropianu pozostają niezmienione. Styropian nie starzeje się, nie butwieje i nie gnije a tym samym nie stwierdzono zjawiska zanikania styropianu w wyniku naturalnego starzenia. Oczywiście dotyczy to styropianu zabezpieczonego przed działaniem promieniowania UV.
W przypadku braku takiego zabezpieczenia płyty styropianowe żółkną, a potem w miarę upływu czasu kruszą się. Dlatego ważnym jest, aby płyty styropianowe stosowane na zewnątrz obiektów były zabezpieczone przed wpływami warunków atmosferycznych.

“Znikanie” styropianu występuje w przypadku nieprzestrzegania warunków jego stosowania. Jest to zjawisko ściśle powiązane ze specyficzną budową styropianu charakterystyczną dla tworzyw piankowych, a także z właściwościami polistyrenu, głównie jego wytrzymałością termiczną oraz odpornością chemiczną. Zjawisko to jednak nie ma nic wspólnego z pojęciem znikania, a jedynie z naruszeniem porowatej struktury w niekorzystnych warunkach: pod wpływem wysokich temperatur – przekraczających dopuszczalne temperatury stosowania oraz agresywnego oddziaływania niektórych związków organicznych. Styropian jest odporny na działanie temperatur, które nie przekraczają 80 stopni C. Powyżej tej temperatury następuje mięknięcie i topienie się materiału.

W praktyce z taką sytuacją można możemy się spotkać przy wykonywaniu izolacji dachowych do których zastosowano różnego rodzaju lepiki, smoły do przyklejenia papy lub inne materiały dekarskie. Smołę lub lepiki nagrzewa się do wysokich temperatur, przekraczających dopuszczalne temperatury stosowania styropianu, przy czym temperatury te nie są kontrolowane. Przy naniesieniu gorącej warstwy smoły lub lepiku może nastąpić zjawisko mięknięcia i topienia się polimeru a tym samym niszczenia struktury styropianu.
Podobne zjawisko może zajść także w gotowym pokryciu dachowym, szczególnie z warstwą zewnętrzną ciemnego koloru absorbującą energię słoneczną, która pod wpływem nasłonecznienia znacznie nagrzewa się oraz powoduje wydzielanie się lotnych substancji atakujących styropian.

Tabela 1. Odporność styropianu na czynniki chemiczne

Surowiec Odporność
Woda, woda morska, roztwory soli +
Najpowszechniejsze materiały budowlane, np. wapno, cement, gips, anhydryt +
Alkalia, takie jak ług potasowy, amoniak, woda wapienna +
Mydło, roztwory środków powierzchniowo-czynnych +
Kwas solny (35%) +
Kwas azotowy (do 50%) +
Kwas siarkowy (do 95%) +
Słabe i rozcieńczone kwasy, kwas mlekowy, kwas węglowy,
kwas humusowy (woda borowinowa)
+
Sole, nawozy (saletra wapniowa, naloty na tynku, nalotyna metalu) +
Bitum +
Mleko +
Olej silikonowy +
Alkohole, np. alkohol metylowy, alkohol etylowy (spirytus) +
Olej jadalny +/-
Olej parafinowy, wazelina, olej do silników wysokoprężnych -
Produkty ze smoły -
Zimny bitum i bitumiczna masa szpachlowa z rozpuszczalnikiem -
Rozpuszczalniki organiczne, takie jak aceton, octan etylu, benzen,
ksylen, trójchloroetylen, czterochlorometan, terpentyna
-
Nasycone węglowodory alifatyczne, np. cykloheksan, benzyna oczyszczona,
benzyna lakowa
-
Paliwo gaźnikowe (benzyna normalna i benzyna super). -

Wyjaśnienie:
+ odporny
- nieodporny
+/- warunkowo odporny, po dłuższym czasie może się skurczyć lub rozpuścić

W celu uniknięcia przykrych niespodzianek, należy po prostu przestrzegać warunków stosowania, które są wynikiem fizyczno-chemicznych cech styropianu.

ODDYCHANIE ŚCIAN

Oddychanie ścian – co rozumiemy pod tym pojęciem, które tak nagminnie jest wykorzystywane jako argument w rozmowie wielu specjalistów budowlanych na temat zasadności wykonanej termoizolacji? Najczęściej zjawisko to identyfikowane jest jako proces dyfuzyjnego transportu pary wodnej przez budowlaną przegrodę. Uważa się, że proces ten jest korzystny z uwagi na ochronę pomieszczenia przed nadmierną wilgocią, która w konsekwencji może prowadzić do rozwoju pleśni oraz grzybów. Nasuwa się więc zatem pytanie. Czym faktycznie jest proces oddychania ścian oraz w jaki sposób izolacja cieplna, zwiększająca w znaczny sposób opór dyfuzyjny przegrody, wpływa na zmianę warunków związanych z wilgotnością pomieszczeń?

Wyjaśnienie powyższych wątpliwości wymaga dokonania obliczeń, które pokażą w sposób jednoznaczny jakie wartości masy pary wodnej są odprowadzane poprzez przegrodę (ścianę) na zewnątrz budynku. Do obliczeń przyjęto mieszkanie o powierzchni użytkowej 65m2 oraz powierzchni ścian zewnętrznych pełnych wynoszącej 30m2. Na podstawie literatury wynika, że masa pary wodnej emitowana przez człowieka wynosi 300g/h. Ściany mieszkania są z cegły pełnej grubości 25 cm oraz rozpatrzono 3 warianty izolacyjne:

  • ściana nieocieplona
  • ściana ocieplona styropianem o grubości 12 cm
  • ściana ocieplona płytą z wełny mineralnej o grubości 12 cm

Warstwy izolacji poryte są warstwą tynku mineralnego który ma mały opór dyfuzyjny. Szczegółowe obliczenia wykonane przy powyższych założeniach dostępne są na stronach Stowarzyszenia Producentów Styropianu. Tutaj przedstawimy wyniki tych obliczeń oraz wnioski, jakie z nich wypływają.
Tabela 2 pokazuje zależności pomiędzy przepływem dyfuzyjnym pary wodnej przez ściany zewnętrzne a:

  • rodzajem izolacji cieplnej pomieszczeń,
  • emisją wilgoci w pomieszczeniu,
  • krotnością wymiany powietrza,
  • wilgotnością powietrza zewnętrznego.

 

Tabela 2. Udział dyfuzji przez ściany zewnętrzne (%), w usuwaniu pary wodnej z mieszkania.

Temperatura powietrza
zewnętrznego
Rodzaj izolacji
cieplnej
Wentylacja przeciętna
(0,8 h-1)
Wentylacja słaba
(0,3 h-1)
0°C Styropian 0,5 1,5
Wełna mineralna 1,0 2,6
-20°C Styropian 0,5 1,4
Wełna mineralna 0,9 2,4

Wnioski końcowe:

Z przedstawionych powyżej informacji wynika, że udział ściany jako przegrody w emisji masy pary wodnej na zewnątrz jest znikomy. Praktycznie cała jej ilość (97%) jest usuwana nawet w przypadku mało wydajnej wentylacji. Przy przeciętnie sprawnej wentylacji poprzez ściany zewnętrzne dyfunduje najwyżej 1% całkowitego strumienia masy pary wodnej. W szczególności zróżnicowanie strumienia pary wodnej dyfundującej przez ściany nieocieplone i ocieplone styropianem wynosi do 4 g/h w odniesieniu do przeciętnego mieszkania, jest zatem znikome w stosunku do strumienia pary wodnej usuwanej przez wentylację (ok. 300g/h). Jeszcze mniejszy jest wpływ temperatury powietrza zewnętrznego. Za nieprawidłowości w tym zakresie odpowiedzialny jest w znakomitej większości przypadków nie rodzaj materiału termoizolacyjnego, nie konstrukcja przegrody, ale niesprawna wentylacja, hermetycznie szczelne okna lub zwyczajnie nie wydajne urządzenia wymiany powietrza.
Ograniczeń w stosowaniu systemu dociepleń , opartego na styropianie, nie należy szukać w nieprawdziwych obiegowych opiniach o tzw. oddychaniu ścian. Jeśli te ograniczenia istnieją – a mają prawo – to w szczególnych przypadkach i z zupełnie innych powodów.